一种贴片式网络变压器及其制造方法与流程

本发明涉及电子器件技术领域，具体涉及一种贴片式网络变压器及其制造方法。

背景技术：

电子通讯设备的信号在传输过程中容易受到各种传导和辐射噪声的干扰，人们通常会用滤波装置来减少这种干扰。如网络变压器，其主要应用于各种以太网设备中，如高性能数字交换机、路由器、服务器等数字设备中。网络变压器主要有信号传输、阻抗匹配、波形修复、信号杂波抑制和高电压隔离等作用。

网络变压器(networktransformer)模块是网卡电路中不可或缺的部分，它的基本组成单元主要包含脉冲变压器(pulsetransformer)、共模滤波器(commonmodefilter)、中间抽头电容以及自耦变压器，网络变压器中接在ic端的一侧称为physicalside，与外部数据线连接的一端称为cableside。在以太网设备中的网络变压器主要有以下作用：一、传输数据，把从数据线端输送过来的信号通过耦合的方式传输给设备ic端；二、高压隔离，使设备ic端与外部隔离，防止浪涌或雷电损伤设备ic，增强抗干扰能力；三、电压匹配，从数据线端输送过来的电平不尽相同，用网络变压器将其隔离，不会对设备ic造成影响；四、信号杂波抑制，网络变压器中的共模扼流器可以滤除杂波共模信号，提高信号质量。

目前传统的网络变压器主要是磁环类的网络变压器，其制造过程如下：人工将绞线好的漆包绝缘线绕制到脉冲变压器和共模扼流线圈的磁环上，分别抽出上述线圈的引线扭合在一起组成抽头，并焊接在一起，接着将绕好线的磁环固定到塑胶壳内，其余引线与塑胶壳外侧的pin脚缠绕在一起，接着将整个pin脚浸入锡炉中脱漆膜。

以上可以看出传统的网络变压器有以下不足：

一、传统网络变压器的制造工艺较为繁琐复杂，过程中的穿磁环、抽头焊接、pin脚缠线、浸锡焊接等一系列作业流程都需要大量人工来完成，效率极低且质量难以保证，给产品工业化生产带来较大困难，不符合自动化工业的要求；另外因为大部分为人员穿线完成，绕线的一致性无法保证，产品电性的一致性较差；

二、传统网络变压器的浸锡存在脱焊虚焊及连锡等不良，造成客户使用时开路或短路，另外浸锡时容易造成pin脚共面度不良，影响客户贴装使用；

三、传统网络变压器采用磁环，磁路完全闭合，对温度异常敏感，必须选用低磁导率宽温材料来保证温度范围，才能应用于恶劣环境，可见其对材料的要求较为苛刻；

四、传统网络变压器抗应力能力弱，在生产及转移过程中，容易造成塑胶壳损伤、pin脚变形等。另外，涂覆胶水的多寡对其绝缘耐压影响较大，而涂覆量因作业员的主观因素波动较大。

因此，如何改进网络变压器的结构和生产工艺流程，提高网络变压器的生产效率和产品品质，实现网络变压器的生产自动化，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提出一种贴片式网络变压器及其制造方法，解决前述传统网络变压器所存在的产品一致性不好、电性可靠性低、应用环境受限、抗应力能力弱，以及，制造工艺繁杂、生产效率和自动化程度低的问题。

为达上述目的，本发明其中一种具体实施方式提出以下方案：

一种贴片式网络变压器，包括嵌有贴片端子的塑胶底座、pcb单元、贴装于所述pcb单元上的信号调节元件以及塑胶顶盖；所述pcb单元双面均贴装有所述信号调节元件，其中一表面还具有用于与所述塑胶底座的贴片端子贴装的第三电极；所述贴片端子包括位于所述塑胶底座内的内侧端子和位于所述塑胶底座外的外侧端子，且内侧端子与对应的外侧端子导通；其中，所述内侧端子通过所述第三电极与贴装了所述信号调节元件的pcb单元贴装，所述外侧端子作为所述网络变压器的贴片引脚；所述塑胶底座与所述塑胶顶盖紧装配形成所述网络变压器的封装体，将贴装了所述信号调节元件的pcb单元封装在内。

本发明上述提供的贴片式网络变压器的有益效果在于：1)可实现批量组装，制造的自动化程度更高，产品一致性好；2)封装体底部为平面，贴片引脚共面良好；3)对使用环境和制作材料的限制不高；4)可依靠塑胶底座的外侧端子(即贴片引脚)来承接大部分的机械应力，从而较好地保护内部元器件；5)当面对不同客户的不同焊盘需求时，仅需更改塑胶底座的贴片端子的位置、间距，不涉及对具有复杂线路的pcb单元的修改，因此面对多样化的客户需求，本发明的贴片式网络变压器的改装成本较低、工作量少；6)pcb双面均可贴装信号调节元件，节省空间；而且pcb单元仅需更改印刷电极及走线的布局，便可兼容不同尺寸的信号调节元件；7)该贴片式网络变压器底座及顶盖采用注塑成型，不易变形。

本发明的另一具体实施方式提出了前述贴片式网络变压器的制造方法，包括：

提供pcb料片，所述pcb料片包含多个首尾相连的所述pcb单元，相连处为预断线；将信号调节元件贴装于所述pcb料片的pcb单元上；将贴装有信号调节元件的pcb料片对位安装于预先排列好的多个塑胶底座上，并将所述pcb单元的第三电极与所述塑胶底座的内侧端子对应焊接，而后将塑胶顶盖安装于塑胶底座上，完成贴片式网络变压器的批量组装；再将已组装好的网络变压器阵列沿pcb料片的预断线处分离，得到单个的贴片式网络变压器。

上述制造方法可批量制作，自动化程度高，能够保证产品的一致性、生产效率和合格率。

附图说明

图1是本发明具体实施例的贴片式网络变压器的示意图；

图2是本发明具体实施例的贴片式网络变压器的塑胶底座示意图；

图3是本发明具体实施例的贴片式网络变压器的pcb单元双面示意图；

图4是本发明具体实施例的贴片式网络变压器的塑胶顶盖示意图；

图5是贴装有两组信号调节元件的pcb单元示意图；

图6是本发明具体实施例的贴片式网络变压器中脉冲变压器示意图；

图7是本发明具体实施例具有图5所示元器件的贴片式网络变压器的等效电气图；

图8是本发明具体实施例的pcb料片的双面示意图；

图9是双面贴装了信号调节元件的pcb料片示意图；

图10是组装好的贴片式网络变压器阵列。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。

一种贴片式网络变压器，参考图1至图5，包括嵌有贴片端子的塑胶底座1、pcb单元2、贴装于所述pcb单元上的信号调节元件以及塑胶顶盖3；如图3和图5所示，所述pcb单元2双面均贴装有所述信号调节元件，其中一表面还具有用于与所述塑胶底座1的贴片端子贴装的第三电极223；参考图2，嵌于塑胶底座1上的贴片端子包括位于塑胶底座内的内侧端子14和位于塑胶底座外的外侧端子11，且内侧端子与对应的外侧端子导通；其中，内侧端子14通过所述第三电极223与贴装了所述信号调节元件的pcb单元贴装，外侧端子11作为所述网络变压器的贴片引脚；所述塑胶底座1与所述塑胶顶盖3紧装配形成所述网络变压器的封装体，将贴装了所述信号调节元件的pcb单元封装在内。

本发明的pcb单元可以是双层板或多层板，如图3所示的实施例给出了一种双层板的pcb单元，其中(a)为上表面，(b)为下表面，上、下表面均印刷了可以贴装信号调节元件的电极，包括上表面的第一电极221和下表面的第二电极222。其中，所述第二电极222印刷于所述pcb单元2下表面的中部，所述第三电极223印刷于所述pcb单元2下表面的边缘，将贴装了信号调节元件的pcb单元装入塑胶底座1中时，第三电极223与塑胶底座内的贴片端子14对应贴装。一个pcb单元可以贴装一组、两组或多组信号调节元件。

所述信号调节元件至少包括一脉冲变压器23和一共模扼流器21，还可包括其它元件例如自耦变压器、电阻、电容等不限于此；其中的共模扼流器可以是两线共模、三线共模或四线共模，共模扼流器和脉冲变压器均为贴片式。在如图5所示的实施例中，该网络变压器的pcb单元上贴装了两组信号调节元件，每一组由pcb单元上表面的一个脉冲变压器23和下表面的一个共模扼流器21构成。但这只是示例，可以有多组也可以只有一组信号调节元件。如图3和图5，脉冲变压器23通过所述pcb单元2上表面的第一电极221贴装于pcb单元上表面，所述共模扼流器21通过所述pcb单元2下表面的第二电极222贴装于pcb单元下表面。对于同一组信号调节元件而言，贴装了脉冲变压器的第一电极和贴装了共模扼流器的第二电极之间通过印刷走线接通，再与第三电极223之间通过印刷走线接通。

在优选的实施例中，作为信号调节元件的脉冲变压器23如图6所示，包括：骨架b，骨架上用于贴装的一次侧引脚231和二次侧引脚232，缠绕于所述骨架b上的一次线圈233和二次线圈234，缠绕于前述一次线圈及二次线圈上的绝缘胶带a，以及，与骨架b组装的磁芯c。一次线圈的线端分别焊接于位于骨架两侧的一次侧引脚231，二次线圈的线端分别焊接于位于骨架两侧的二次侧引脚232。

在网络变压器的工作过程中，所述脉冲变压器的一次线圈233对应相应的高压区(或低压区)，二次侧线圈234对应相应的低压区(或高压区)，高压区与低压区之间的距离不少于1.5mm，即一次侧引脚231和二次侧引脚232之间的距离应大于1.5mm，这样设计可以避免高压区与低压区因距离太短而造成耐压不良而放电。

本发明优选实施例中用于封装的塑胶底座1和塑胶顶盖3之间通过嵌套方式扣合装配。具体而言，参考图2，塑胶底座1外表面上小下大形成台阶，以使其上部可被所述塑胶顶盖3嵌套在内，同时其下部外表面与塑胶顶盖3外表面齐平。参考图2和图4，所述塑胶底座1的上部外侧具有凸部13，所述塑胶顶盖3上相应位置的内侧具有凹部或扣孔32；当所述塑胶顶盖3嵌套在所述塑胶底座1的上部时，通过所述凸部13扣入所述凹部或扣孔32中实现所述塑胶底座和所述塑胶顶盖的紧装配。

在更优选的实施例中，塑胶底座1上部的两端均具有开口15，用于在批量制造该网络变压器时，供pcb料片的相邻pcb单元之间的预断线穿过。如图4所示，所述塑胶顶盖3的两端内侧具有与所述塑胶底座1的开口15相适应的凸台31，当所述塑胶顶盖3和所述塑胶底座1装配时，所述凸台31卡入所述开口15中。另外，塑胶底座1内侧四角具有倒角部16，可以用于增加塑胶底座的机械强度。

前述贴片式网络变压器，在具有如图5所示的信号调节元件的实施例中，其等效电气图如图7所示，其中引脚p1～p8为physicalside，接口j1～j8为cableside。

本发明另还提供了前述贴片式网络变压器的制造方法，包括：

首先，提供pcb料片，所述pcb料片包含多个首尾相连的所述pcb单元，相连处为预断线。如图8所示为一种示例性的pcb料片，其中(a)、(b)分别为该pcb料片的上、下表面，该pcb料片的相邻pcb单元之间连接处为预断线m。

其次，将一组或多组信号调节元件贴装于所述pcb料片的各pcb单元上。以图8为例，每个pcb单元贴装两组信号调节元件，得到图9所示的已贴装信号调节元件的pcb料片。

然后，将图9所示例的贴装有信号调节元件的pcb料片对位安装于预先排列好的多个塑胶底座上，其中预断线m卡入塑胶底座的开口15中，并将所述pcb单元的第三电极与所述塑胶底座的内侧端子14对应焊接，而后将塑胶顶盖安装于塑胶底座上，完成贴片式网络变压器的批量组装，得到如图10所示的贴片式网络变压器阵列；

最后一步将已组装好的网络变压器阵列沿pcb料片的预断线处分离，得到单个的贴片式网络变压器。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。